先前我们了解到,电子管并没有完全淘汰,还在音频领域发光发热。
那么作为,作为技术人才,咱们还是需要了解一些基本的知识,比如简单的历史,工作原理,优劣势在哪里。
考虑只有很少的人会接触到电子管,本文也不会很深入的写(其实是因为我就知道皮毛)。仅供与人聊天使用,不至于是个“憨憨”。
电子管是怎么发明的
爱迪生效应
提到电子管的发明,首先需要提到爱迪生,就是发明电灯泡的那位。
要知道电灯泡刚发明的时候,灯丝很容易就烧断了,寿命很短。为了延长寿命,有一次爱迪生突发奇想:在灯泡内另行封入一根铜线,放在灯丝的上面,想用来阻止灯丝蒸发,延长灯泡寿命。
经过反复试验,灯丝虽然蒸发如故,但他却发现了一个稀奇现象,即灯丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过。铜线与灯丝没有物理连接,哪里来的电流呢?难道电流会在空中飞不成?
在当时,这是一件匪夷所思的事情。虽然爱迪生也不知道为什么,但是本着“不能放弃任何一个专利”的态度,他申请了专利,命名为“爱迪生效应”。
现在我们知道,这个电流的产生,是因为灯丝被加热到红炽状态后,灯丝上面会有非常活跃的电子,会脱离灯丝飞出去。正好灯丝上面有铜线,电子就飞到了铜线上面,因为有了电子的移动,自然就形成了电流(这个现象的专业名词应该是:零场热电子发射)
电子二极管诞生
不过呢,爱迪生搞了个专利之后就没再继续研究了。
十几年后,有个英国人,名字叫弗莱明。他发现了,如果在那个铜线上面加上正电,也就是在上图中电流表的位置加个电源,此时电流会大大增加。
这是因为加上电源之后,上面的铜丝带正电,而电子带负电,异性相吸,铜丝对电子有吸引力,就被吸过去了。
而如果加上负电,同性排斥,电子被排斥,到不了铜线,电流就没有了。
我去,这不是单向导电性吗,也就是二极管,世界上第一支二极管就这么出来了,这也使得了爱迪生效应有了真正的应用。
电子三极管的诞生
两年之后,有个美国人,叫德福雷斯特。他在这个灯丝与铜线之间,巧妙的伸进去一个线圈,然后给这个线圈通上电。发现,如果加上正电压,那么电流会增加,加上负电压,电流会减少,也就是说电流受这个线圈电压的影响。
这个装置其实就是电子管了——电子管被发明了。并且,那个夹在中间的线圈就叫栅极(是不是很熟悉?)
这个也很容易理解,中间的线圈加上正电,加强了对灯丝电子的吸引,而加上负电,就减小了灯丝对电子的吸引。
电子管工作原理
其实上面说的历史,已经把电子管的工作原理讲清楚了,这里再小结一下
电子管示意图如下所示,为了更好的理解,我把三极管也放上去了。
电子管也有三个极,阴极,栅极,和阳极,分别类似于晶体管的发射极e,基极b,集电极c 。
除此之外,电子管还有灯丝,工作的时候,给灯丝通上电,灯丝就会发热,然后灯丝把阴极烧热。阴极上面就会有比较活跃的电子,这时候如果在阳极上面加上正电,阳极就会把电子吸过去,形成电流。
在栅极上面加上正电压,那么对阴极电子的吸引力就会加强,电流增大。如果加上负电,那么吸引力就减小了,电流也就减小了。也就是说栅极能控制阳极到阴极的电流了,这也是晶体管的功能。
电子管的结构
电子管结构如图,左边是示意图,右边是实物。
需要注意的是,电子管里面是需要抽真空的。因为电子发射的时候,如果有空气,电子会撞到空气分子,这会大大降低电流。所以电子管也叫真空管。
正是因为电子管的这种结构,所以体积也做不小。
此外,绝对得真空是很难达到得,并且,使用时间久了之后,难免会漏气,所以电子管得寿命一般也短。
并且,灯丝需要加热,功耗自然很高。
正因为有上述这些缺点,晶体管代替了电子管,成为当今世界得主流。
不过呢,电子管也没有完全消失,在音频领域等少数领域还在使用。
结尾
本文就写到这里了。
同志们,怎么样?我那几个电灯泡画得还不错吧,还有最后面那个电子管示意图,都是高清无码的——要了我老命啊,来几个赞给我续口气吧。
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